06/10/2016
Investigadores de la Universitat participan en el descubrimiento de un posible origen de determinados déficits neurocognitivos y sensorimotores
Investigadores de la Universitat de València, CIBERNED, University of California e Instituto de Investigación La Fe han identificado una población masiva de neuronas jóvenes, no reconocidas anteriormente, que migran en el cerebro humano durante los primeros meses de vida contribuyendo a la expansión del lóbulo frontal, una región estrechamente relacionada con funciones cognitivas y de ejecución. Errores en estas migraciones podrían ser responsables de algunos desórdenes neurológicos. El trabajo aparece publicado hoy en ‘Science’.
Investigadores del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universitat de València, el Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), la University of California y del Instituto de Investigación del Hospital La Fe han puesto de manifiesto la existencia de una migración masiva de nuevas neuronas que, partiendo de las paredes ventriculares cerebrales, invaden toda la corteza prefrontal, área que está relacionada con funciones cognitivas y de ejecución.
Dicha neurogénesis ocurre justamente cuando el cerebro empieza a interaccionar con el ambiente que rodea al niño, lo que se traduce en un rápido incremento de tamaño y complejidad de esta región. Las nuevas neuronas se organizan en dilatadas cadenas que migran largas distancias. Primero viajan de forma tangencial y paralela a la superficie de los ventrículos laterales –muchas veces asociadas a vasos sanguíneos que le sirven de guía–; a continuación se dispersan de forma radial según se alejan de los ventrículos, y, finalmente, invaden la corteza prefrontal en todas direcciones.
La existencia de esta extensa migración de nuevas neuronas en el cerebro humano durante las etapas lactantes aparece tras una serie de trabajos previos coordinados por el neurobiólogo mexicano Arturo Alvarez Buylla (University of California, San Francisco). En estudios realizados conjuntamente entre estos grupos de Valencia y San Francisco, ya se había demostrado la existencia de células madre en el cerebro humano (Sanai et al., Nature 2004). El grupo identificó, además, dos rutas de migración de células en el cerebro de lactantes, que partían de la región ventral de las eminencias ganglionares y se dirigían hacia los bulbos olfatorios y la corteza prefrontal ventral (Sanai et al. Nature 2011).
Las migraciones descritas en esta ocasión se organizan inicialmente en grandes cadenas de miles de células, cuya concentración les permite atravesar el complejo entramado nervioso que comienza a desarrollarse en las zonas más ventrales –donde se originan las células asociadas al ventrículo–, hasta llegar a las capas superiores donde se dispersan y comienzan la diferenciación. ‘Estas células, que se diferencian en neuronas inhibidoras, serán las responsables de modular la información compensando el efecto de las neuronas excitantes, equilibrando la actividad del cerebro humano y contribuyendo a la plasticidad de sus circuitos.
Es precisamente aquí donde un error podría dar lugar a desórdenes neurológicos’, comenta José Manuel García Verdugo, científico del Instituto Cavanilles de la Universitat de València en el proyecto’.
Tal como se describe en el artículo publicado en la revista Science, para seguir estas rutas de migración los autores observaron que las células expresaban marcadores moleculares característicos de células migradoras inmaduras. Además, tras el análisis de su ultraestructura con microscopía electrónica, identificaron características que indicaban movimiento celular, como su morfología fusiforme o la presencia de contactos densos esporádicos. Los científicos consiguieron ver el movimiento real de estas células migradoras “in vivo”. Para ello emplearon rebanadas de tejido postmortem obtenidas a las pocas horas del fallecimiento, en las cuales marcaron con fluorescencia las células migradoras y vieron cómo éstas se desplazaban en cadenas e incluso cómo algunas se separaban para migrar individualmente hasta llegar a su destino final.
Estas migraciones ocurren principalmente en los primeros tres meses de vida pero persisten hasta alrededor de los siete meses, siendo ya muy escasas las que se encuentran a partir de los dos años. A partir de los seis años ya no se detectan. Por tanto, dada la naturaleza dinámica del lóbulo frontal en las etapas de lactante, lesiones en el cerebro humano durante el periodo neonatal y tercer trimestre podrían afectar al reclutamiento neuronal de la corteza prefrontal, dando lugar a ciertos déficits neurocognitivos y sensorimotores tales como epilepsia, parálisis cerebral y desórdenes del espectro autista.
Investigadores del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universitat de València, el Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), la University of California y del Instituto de Investigación del Hospital La Fe han puesto de manifiesto la existencia de una migración masiva de nuevas neuronas que, partiendo de las paredes ventriculares cerebrales, invaden toda la corteza prefrontal, área que está relacionada con funciones cognitivas y de ejecución.
Dicha neurogénesis ocurre justamente cuando el cerebro empieza a interaccionar con el ambiente que rodea al niño, lo que se traduce en un rápido incremento de tamaño y complejidad de esta región. Las nuevas neuronas se organizan en dilatadas cadenas que migran largas distancias. Primero viajan de forma tangencial y paralela a la superficie de los ventrículos laterales –muchas veces asociadas a vasos sanguíneos que le sirven de guía–; a continuación se dispersan de forma radial según se alejan de los ventrículos, y, finalmente, invaden la corteza prefrontal en todas direcciones.
La existencia de esta extensa migración de nuevas neuronas en el cerebro humano durante las etapas lactantes aparece tras una serie de trabajos previos coordinados por el neurobiólogo mexicano Arturo Alvarez Buylla (University of California, San Francisco). En estudios realizados conjuntamente entre estos grupos de Valencia y San Francisco, ya se había demostrado la existencia de células madre en el cerebro humano (Sanai et al., Nature 2004). El grupo identificó, además, dos rutas de migración de células en el cerebro de lactantes, que partían de la región ventral de las eminencias ganglionares y se dirigían hacia los bulbos olfatorios y la corteza prefrontal ventral (Sanai et al. Nature 2011).
Las migraciones descritas en esta ocasión se organizan inicialmente en grandes cadenas de miles de células, cuya concentración les permite atravesar el complejo entramado nervioso que comienza a desarrollarse en las zonas más ventrales –donde se originan las células asociadas al ventrículo–, hasta llegar a las capas superiores donde se dispersan y comienzan la diferenciación. ‘Estas células, que se diferencian en neuronas inhibidoras, serán las responsables de modular la información compensando el efecto de las neuronas excitantes, equilibrando la actividad del cerebro humano y contribuyendo a la plasticidad de sus circuitos.
Es precisamente aquí donde un error podría dar lugar a desórdenes neurológicos’, comenta José Manuel García Verdugo, científico del Instituto Cavanilles de la Universitat de València en el proyecto’.
Tal como se describe en el artículo publicado en la revista Science, para seguir estas rutas de migración los autores observaron que las células expresaban marcadores moleculares característicos de células migradoras inmaduras. Además, tras el análisis de su ultraestructura con microscopía electrónica, identificaron características que indicaban movimiento celular, como su morfología fusiforme o la presencia de contactos densos esporádicos. Los científicos consiguieron ver el movimiento real de estas células migradoras “in vivo”. Para ello emplearon rebanadas de tejido postmortem obtenidas a las pocas horas del fallecimiento, en las cuales marcaron con fluorescencia las células migradoras y vieron cómo éstas se desplazaban en cadenas e incluso cómo algunas se separaban para migrar individualmente hasta llegar a su destino final.
Estas migraciones ocurren principalmente en los primeros tres meses de vida pero persisten hasta alrededor de los siete meses, siendo ya muy escasas las que se encuentran a partir de los dos años. A partir de los seis años ya no se detectan. Por tanto, dada la naturaleza dinámica del lóbulo frontal en las etapas de lactante, lesiones en el cerebro humano durante el periodo neonatal y tercer trimestre podrían afectar al reclutamiento neuronal de la corteza prefrontal, dando lugar a ciertos déficits neurocognitivos y sensorimotores tales como epilepsia, parálisis cerebral y desórdenes del espectro autista.
